Background

如何去設計處理器

1.我們要分析我們這個處理器裡面有哪些指令
這些指令他要做的事情是什麼
如果我們了解他要做的事情是什麼
那麼我們就會知道
我們的datapath 需要有哪些東西
2.當我們決定了我們的 datapath
知道我們需要用到哪些元件之後
3.接下來我們要做的事情就是嘗試的把這些 datapath 的這些元件給建立起來
4.而且決定我們的 clocking 的機制

而在 4-1 這個主題裡面 我們設計的是 single-cycle 的 processor

也因此我們的 clocking 的方式是非常簡單的
因為每一個指令都花一個 cycle 就完成了
接下來我們要做的事情就是把剛才我們所建立的這些datapath的這些元件
讓他組合起來
組合了這些 component 之後
才能夠滿足我們的指令要做的事情

完成了這些 datapath 的組合之後
接下來我們要去分析
每一個指令他實際上對應到的這些 datapath 何時要運作
也就是說我們要產生對應的 control signal 去控制他
讓我們的 datapath 可以正常的運作

最後我們就把這些 control 的 logic 也給設計出來 並且跟前面的 datapath 組合在一起 整個處理器就設計完成了

複習

目標: 設計以下這些指令，而不是全部MIPS指令

因為每一個指令實際上都是儲存在記憶體裡面
所以如果我們的處理器要去執行這些指令的話
其實一開始我們會需要依據 program counter
來決定這個指令放在記憶體的哪裡
然後把資料取出來
然後把取出來的這個資料
也就是 32 個 bit 的這個指令
拿過來分析看看
看看這些指令分別要做哪些事情

透過前面的分析 相信各位同學已經知道
如果我們要設計剛才上面這些指令的處理器的話
我們其實會需要下面這幾個 datapath 的元件
就是資料元件